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冲击载荷作用下含孔洞大理岩动态力学破坏特性试验研究
作者(Author)：李地元,成腾蛟,周韬,李夕兵
关键词(KeyWords)：岩石力学,大理岩,冲击载荷,孔洞试样,裂纹扩展
摘要(Abstract)：利用一种大理岩试件加工制备含圆形和椭圆形孔洞的板状试样，试样尺寸为60 mmX60 mmX15 mm，使用75 mm杆径的分离式霍普金森压杆((SHPB)进行冲击压缩试验，通过超动态应变仪监测入射杆和透射杆的应变信号，利用高速摄像仪记录试样完整的裂纹萌生、扩展、贯通直至试样破坏的全过程，分析冲击载荷作用下预制孔洞试样的动态抗压强度、破坏模式和裂纹扩展特性。研究发现，孔洞大小、形状和空间位置对岩石的动态抗压强度都有一定影响，孔洞的存在降低了大理岩试样的动态抗压强度。在冲击载荷作用下，预制中心孔洞的大理岩试样在孔洞周边产生平行于轴向加载方向的初始拉伸裂纹和类X型初始剪切裂纹，在试件破坏中起主导作用。圆形孔洞试样中，随着孔径增大，剪切裂纹扩展速度随之增大，而拉伸裂纹扩展速度则减小;椭圆形孔洞的长短轴比、长轴与加载方向的夹角均是影响裂纹扩展速度和动态抗压强度的因素。在30-45 s-1的加载应变率范围内，大理岩孔洞试样的平均裂纹扩展速度为100-450 m/s。
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常规三轴压缩下花岗岩声发射特征及其主破裂前兆信息研究
作者(Author)：纪洪广,卢翔
关键词(KeyWords)：岩石力学,声发射,频率特征,前兆信息
摘要(Abstract)：通过岩石力学室内加载试验，对花岗岩在不同围压下的破坏全过程进行声发射试验，得到岩石破裂全过程中的力学参数和声发射低频、高频信号特征，研究低频、高频声发射信号的振铃计数、能量累计数与岩石应力、时间之间的关系，探求声发射信号峰值频率在岩石主破裂前期的分布情况。研究结果表明:低频与高频通道接收的声发射信号基本特征一一振铃计数、能量累计数在岩石破裂过程中的整体变化趋势基本相同，与岩石力学过程形成良好的对应;两通道的信号基本特征主要区别在于数值大小。在声发射频谱特征方面，岩石破裂的前兆信息在声发射信号峰值频率分布中呈现为峰频主频段增多的特征，表现为信号峰频分布由岩石加载初期的1-2个主频段(40-50和150-170 kHz频段)在岩石临界主破裂时增多到最多5个主频段(25-30， 40-50， 60-70，90-100和150一160 kHz频段)。
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新一代土层地震反应分析方法
作者(Author)：袁晓铭,李瑞山,孙锐
关键词(KeyWords)：土层地震反应分析,SOILQUAKE , SHAKE2000 ,DEEPSOIL ,四种类别场地,巨厚场地
摘要(Abstract)：剖析了当今国际上频域等效线性化和时域非线性求解土层地震反应分析方法的典型代表SHAKE2000与DEEPSOIL，对目前其他学者FDM改进方式的可行性进行评判，采用新的直频法动剪模量阻尼比求解技术，提出新一代一维土层地震反应计算方法和程序SOILQUAKE，并用四种类别和巨厚场地实际记录检验了新程序。结果表明:SHAKE2000与DEEPSOIL在一类、二类场地上基本一致且结果可靠，三类和四类场地上两程序计算反应谱“矮粗胖”现象严重，与实际情况相差甚远;现有考虑频率相关性的FDM改进方式，其基本出发点存在定性错误;对硬场地和中硬场地，SOILQUAKE与SHAKE2000和DEEPSOIL结果大致相似，但在高频部分表现比SHAKE2000更加合理，与DEEPSOIL基本一致;对软场地和巨厚场地，SOILQUAKE克服了SHAKE2000和DEEPSOIL严重低估场地放大效应的缺点，模拟结果与实测记录较为接近，在软场地上优势显著，在巨厚软场地上优势十分显著。SOILQUAKE首先攻克现有软土层地震动计算结果“矮粗胖”和硬土中等效线性化方法缺少高频分量求解难点，具备了作为新一代一维土层地震反应计算方法的能力，将在http : / /www. soilquake. c;om或http : / /www. soilquake. cn上提供共享服务。
高轴压作用下盾构隧道复杂接缝面管片接头抗弯试验
作者(Author)：封坤,何川,肖明清
关键词(KeyWords)：盾构法隧道,管片接头,凹凸桦,足尺试验,抗弯性能,破坏特征
摘要(Abstract)：在采用盾构法应对大埋深、高水压等特殊环境时，具有凹凸桦、双侧止水构造的复杂接缝面接头大量运用，在该情况下其抗弯性能较为复杂。文章结合广深港高速铁路狮子洋隧道工程，针对高轴压作用下复杂接缝面管片接头的抗弯性能、破坏特征开展了足尺试验研究，试验结果表明，高压作用下管片接头抗弯刚度在初始段小弯矩作用下增长近似线性，后段呈明显非线性，而且轴力水平越大线性段保持越长;由于负弯曲时管片内侧接触传力区混凝土参与受压，增加了接缝面的抗弯能力，使负弯荷载下抗弯刚度比正弯荷载下抗弯刚度略大。接缝面张开情况随弯矩呈“台阶状”变化，在接缝面线性张开时轴力的增长对于接缝面张开的约束作用不明显，而非线性增长阶段轴力对与张开量的约束明显;止水材料对于接头抗弯刚度的影响很小，在进行管片接头抗弯刚度的设计与计算分析时可忽略不计;正弯荷载与负弯荷载作用时管片接头的破坏过程不同，正弯荷载作用下接头螺栓先于接头破坏，负弯荷载作用下接头破坏时螺栓未破坏。研究结果可为盾构法隧道的设计、施工和相关研究提供重要参考。
北京地铁运营隧道病害状态分析
作者(Author)：董飞 ,房倩 ,张顶立,徐会杰,李宇杰,牛晓凯
关键词(KeyWords)：地铁隧道,病害,矿山法隧道,盾构隧道,结构形式
摘要(Abstract)：基于北京地铁隧道病害检测结果，分析结构形式、配筋和运营时间对隧道病害状态的影响。研究结果表明，管片接缝变形是盾构隧道病害的根源，并由此引发了盾构断面的椭圆化变形、管片的压溃与错台以及盾构隧道的渗漏水。衬砌开裂是矿山法隧道的主要病害，裂缝宽度与深度受运营时间影响大且具有离散性强、随机性大的特点，配筋对隧道结构安全有积极影响。渗漏水受降水的影响较大，多出现于隧道衬砌结构的缝隙，如盾构隧道的接缝、螺栓孔或矿山法隧道的变形缝、施工缝和衬砌裂缝等。衬砌空洞多位于拱顶，形状接近于长条形、正方形和椭圆形，且多伴随着邻近衬砌的开裂。混凝土碳化深度与运营时间成正比，碳化深度和速率在隧道道床位置最大、边墙次之、拱顶最小。裂缝是整体式道床的常见病害，道床在剥离的同时还伴随沿其纵向的扭转。
近10年中国空气质量时空分布特征
作者(Author)：肖悦,田永中 ,许文轩,吴晶晶,田林,刘瑾
关键词(KeyWords)：空气质量,时空变化,重心模型,空间自相关,空间插值,中国
摘要(Abstract)：空气污染是建设健康中国过程中函待解决的难题。利用2005-2015年全国86个重点城市空气质量日报数据，综合运用全局自相关法、层次聚类法、空间插值法以及重心迁移模型，从年度、季节和月份3个时间尺度上探讨了近10年来中国空气质量的时空分布特征。结果表明，(1)全国空气质量表现出显著的时间变化规律。从年际变化上看，空气质量逐年好转趋势明显;从季节变化上看，夏季空气质量最好，春秋次之，冬季最差;从月份变化上看，空气质量呈现出显著的先降后升的“U"型变化规律。(2)全国空气质量呈现出显著的空间集聚和分异规律，表现为“北重南轻、东重西轻”的空间格局。其中，京津冀地区、西北地区以及山东、河南属于长期高污染区;以珠三角为核心的南部沿海地区、云贵高原和青藏高地区属于常年优良区。近10年全国空气质量整体虽得到有效改善，但部分地区(河北、山东、河南和江苏)污染仍在加重，期间污染范围从整个华北地区、中部地区和西北地区向京津冀地区集中，空气污染分布模式从集中连片分布变成零星分布。(3)近10年全国空气质量重心以向东北方向移动为主，表明东部和北部地区部分省份的空气污染程度较全国其他省份严重。(4)研究结果揭示了近10年中国空气质量的时空分异规律，可为寻求污染治理办法提供理论参考。
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基于MOD17A3的中国陆地植被NPP变化特征分析
作者(Author)：李登科,王钊
关键词(KeyWords)：NPP , MOD17A3,时空变化,中国
摘要(Abstract)：植被净初级生产力(Net Primary Productivity，NPP)是指植物群落在自然条件下，通过光合作用在单位面积、单位时间内所积累的有机干物质的数量，是光合作用所产生的有机质总量减去呼吸消耗后剩余的部分(Lieth et al.，1975)。作为陆地生态过程的关键参数，NPP不仅反映了植被在自然条件下的生产能力，用以估算地球支持能力和评价陆地生态系统的可持续发展，而且是全球碳循环的重要组成部分和关键环节，在全球碳平衡中扮演重要角色(Ruimy et al.，1994; Piao et al.，2003 )。目前，区域和全球尺度陆地生态系统碳循环过程模拟和碳收支评估的研究方法主要是模型模拟(何勇等，2007; Yuan et al. , 2014 )。以美国为主的众多气候、生态和遥感实验室开发了大量的陆面过程模式(BATS、LSM、CLM、SSiB、BEST、CAPS、ISBA, BASE, CLASS等)、生态模式(TEM , DOLY、CENTURY、BIOME-BGC,BEPS, DNDC等)和遥感光合效率模式(CASA, GLOPEM等)来模拟全球、区域和景观尺度上的碳通量和碳储量(高志强等，2008 )。随着卫星遥感技术的发展，从多时相、多波段、长时间序列的遥感信息中可以提取地表覆盖状况、植被吸收的光合有效辐射等植被参数和环境变量，为遥感反演陆地植被NPP的分布及其变化提供了强有力的手段。
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多金属矿区土壤重金属垂向污染特征及风险评估
作者(Author)：苏耀明,陈志良,雷国建,方晓航
关键词(KeyWords)：生态风险,重金属污染,垂直分布,矿区
摘要(Abstract)：重金属在土壤中向下迁移可能会对地下水造成污染，了解重金属在剖面上的迁移特征对污染控制与防范有重要意义。为深人了解多金属矿区尾矿库土壤重金属垂直迁移与生态风险问题，分层采集了某多金属矿区尾矿库坝下附近0-100 cm深度的土壤样品，分析检测了不同深度土壤中Cr, Cd, Pb, Cu, Zn, Ni总量及有效态含量。综合考虑多元素协同作用、毒性水平、污染浓度以及环境对重金属污染敏感性等因素，采用Hakanson潜在生态风险指数法对土壤污染状况及生态环风险进行了评价，并对土壤中铅、锌重金属的形态垂向分布特征及其迁移能力进行了分析研究。结果表明，研究区域土壤重金属污染严重，垂向污染也达到了一定的深度，上层土壤、中层土壤综合污染指数均达到重度污染级别，下层土壤综合污染指数达到中度污染级别。供试土壤的污染程度最重的指标为Pb和Zn，污染最重的土层为0-30 cm上层土壤。从生态风险来看，单项潜在生态风险指数在3.07-77.1之间，上层土壤单项潜在生态风险Cd>Cu>Pb>Ni>As>Zn，矿区场地土壤修复过程中应重点关注Cd\Cu的生态风险影响;此外，由于As在土壤中具有较强的垂向迁移能力，也应予以重点关注。
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不同生物炭添加量对土壤中氮磷淋溶损失的影响
作者(Author)：李卓瑞,韦高玲
关键词(KeyWords)：生物炭,氮磷,淋失,菜地土壤
摘要(Abstract)：蔬菜生产中普遍存在过量施肥等不合理施肥现象，氮磷养分大量累积于表层土壤。在降雨或灌溉作用下，氮磷养分容易发生淋溶损失，造成地下水硝酸盐污染。因此，研究菜地土壤中氮磷养分的淋溶损失及其控制措施对保护地下水资源有重要意义。作为一种新兴的功能材料，生物炭具有比表面积大、吸附性能好、稳定性强等特点，常被用作土壤改良剂来改善土壤性质和减少氮磷养分的淋溶损失。该研究采用室内模拟土柱淋溶试验，测定淋溶液中，急氮(TN)和总磷(TP)含量，探讨不同生物炭添加量(质量分数分别为0% , 2% , 4% , 6%和8%)对菜地土壤中氮磷养分淋溶损失的影响。结果表明，土壤中添加生物炭能够有效减少TN和TP的淋失，添加量为2% , 4% , 6%和8%与不添加生物炭的对照相比，TN的淋失量分别显著减少17.6%、24.7%、30.6%和37.7% ( P<0.05)，TP的淋失量分别显著降低26.0%、12.0%、15.7%和19.7% ( P<0.05);该试验中对土壤TN和TP淋失抑制效果最佳的生物炭添加量分别为8%和2%;施用生物炭能够有效降低土壤中TN和TP的淋失风险，是控制菜地土壤中氮磷养分淋溶损失的有效措施。
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不同品种蔬菜重金属污染评价和富集特征研究
作者(Author)：邹素敏,杜瑞英,文典,王富华,张卫杰 ,管颐雯
关键词(KeyWords)：蔬菜,重金属,污染评价,富集特征
摘要(Abstract)：《中国居民膳食指南(2016》指出蔬菜水果是平衡膳食的重要组成部分，推荐餐餐有蔬菜，保证每天摄入300500 g蔬菜，深色蔬菜应占二分之一。随着人们生活质量的提高以及对膳食营养的重视，每年蔬菜的消费量都在逐年增加(中华人民共和国国家发展改革委员会，2012 )。众所周知，土壤环境质量与蔬菜安全生产密切相关，然而随着中国工业化、城市化进程的不断加快，目前的土壤环境状况并不乐观，尤其是耕地土壤重金属污染问题日益突出(樊霆等，2013;宋伟等2013)，因此蔬菜安全生产也越来越受到人们的重视。如何充分利用有限的耕地资源，在重金属含量达到国家相关土壤环境质量标准的临界值或者是处于超标状态的农田土壤上，选择性种植对重金属富集能力低的蔬菜种类，对保障蔬菜安全生产、扩大蔬菜的种植面积具有重要意义。
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